(57)【要約】【課題】内燃機関の排気還流装置において、ＥＧＲ通路への未燃燃料の流入を抑制しつつ、より多くのＥＧＲガスを供給することができる技術を提供する。【解決手段】内燃機関の排気通路にタービン５ｂを有し且つ吸気通路にコンプレッサ５ａを有するターボチャージャ５と、タービン５ｂよりも下流の排気通路４に設けられる排気浄化装置１２と、排気浄化装置１２よりも下流の排気通路４とコンプレッサ５ａよりも上流の吸気通路３とを接続する第１ＥＧＲ通路３１と、排気浄化装置１２よりも下流の排気通路４とコンプレッサ５ａよりも下流の吸気通路３とを接続する第２ＥＧＲ通路４１と、第１ＥＧＲ通路３１から供給されるＥＧＲガスと第２ＥＧＲ通路４１から供給されるＥＧＲガスとの比率を内燃機関１の運転状態に基づいて決定するＥＧＲ比率決定手段２０と、を備える。【選択図】図１
2007291975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続する第１ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも下流の吸気通路とを接続する第２ＥＧＲ通路と、
前記第１ＥＧＲ通路から供給されるＥＧＲガスと前記第２ＥＧＲ通路から供給されるＥＧＲガスとの比率を前記内燃機関の運転状態に基づいて決定するＥＧＲ比率決定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。
【請求項２】
前記ＥＧＲ比率決定手段は、機関回転数または機関負荷の少なくとも一方が高くなるほど、前記第１ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの比率を高くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項３】
前記内燃機関の低負荷低回転時には、前記第２ＥＧＲ通路のみにＥＧＲガスを流すことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【請求項４】
前記第２ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流すときに、前記コンプレッサよりも下流且つ第２ＥＧＲ通路が接続されるよりも上流の吸気通路で該吸気通路の断面積を変更することにより該第２ＥＧＲ通路の排気通路側よりも吸気通路側の圧力を低下させる吸気絞り弁と、
前記第２ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流すときに前記コンプレッサよりも下流且つ前記吸気絞り弁よりも上流の吸気通路内の圧力を調節する圧力調節手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気還流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気還流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャを備え、タービンよりも下流の排気通路とコンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路を備える内燃機関の排気還流装置が知られている。また、タービンよりも上流の排気通路とコンプレッサよりも下流の吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路を備える内燃機関の排気還流装置が知られている。
【０００３】
そして、低圧ＥＧＲ通路および高圧ＥＧＲ通路を備え、内燃機関の運転条件に応じて低圧ＥＧＲ通路および高圧ＥＧＲ通路の何れからＥＧＲガスを供給するか選択し、またはこれらのＥＧＲガスを混合して供給する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１５０３１９号公報
【特許文献２】特開平１１−２２９９７３号公報
【特許文献３】特開２０００−９７０１７号公報
【特許文献４】特許第３０４６７０７号公報
【特許文献５】特開２０００−１４５５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、低圧ＥＧＲ通路には、タービンや触媒を通過した温度の低い排気が流入する。また、低圧ＥＧＲ通路にＥＧＲクーラを備えている場合には、ＥＧＲガスの温度が更に低下する。さらに、コンプレッサよりも下流にインタークーラを備えている場合には、吸気通路内でＥＧＲガスの温度が低下する。そして、内燃機関の負荷が低いときには、排気の温度自体が低い。そのため、内燃機関の低負荷運転時に、低圧ＥＧＲ通路から大量のＥＧＲガスを吸気通路に供給すると、該吸気通路の温度が低下することがある。そうすると、気筒内から未燃燃料が排出されるおそれがあるため、内燃機関の低負荷運転時には高圧ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給して吸気の温度の上昇を図っている。
【０００５】
しかし、高圧ＥＧＲ通路から大量のＥＧＲガスを供給する場合にも、気筒内での燃焼状態が悪化することがあるため、未燃燃料が排出されることがある。そして、高圧ＥＧＲ通路は触媒よりも上流に備わることが多いため、未燃燃料が高圧ＥＧＲ通路に流れ込み、該高圧ＥＧＲ通路内に付着するおそれがある。これにより、高圧ＥＧＲ通路の詰まりや、ＥＧＲ弁およびＥＧＲクーラの機能低下を招くおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関の排気還流装置において、ＥＧＲ通路への未燃燃料の流入を抑制しつつ、より多くのＥＧＲガスを供給することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するために本発明による内燃機関の排気還流装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明による内燃機関の排気還流装置は、
内燃機関の排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも下流の排気通路に設けられる排気浄化装置と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも上流の吸気通路とを接続する第１ＥＧＲ通路と、
前記排気浄化装置よりも下流の排気通路と前記コンプレッサよりも下流の吸気通路とを接続する第２ＥＧＲ通路と、
前記第１ＥＧＲ通路から供給されるＥＧＲガスと前記第２ＥＧＲ通路から供給されるＥＧＲガスとの比率を前記内燃機関の運転状態に基づいて決定するＥＧＲ比率決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
排気浄化装置は、少なくとも排気中の未燃燃料又は粒子状物質を浄化または捕集することが可能なものを採用する。すなわち、大量のＥＧＲを供給したときに気筒内から排出される未燃燃料や粒子状物質を浄化または捕集する機能を有している。例えば、酸化能力を有する触媒、または粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを例示することができる。
【０００９】
第１ＥＧＲ通路及び第２ＥＧＲ通路は排気浄化装置よりも下流の排気通路に備えられているため、該第１ＥＧＲ通路及び第２ＥＧＲ通路には、内燃機関から排出された後にタービンおよび排気浄化装置を通過した排気が導入される。
【００１０】
そして、ＥＧＲ比率決定手段は、例えば内燃機関の運転状態、車両の状態、または雰囲気の状態等に基づいて第１ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス（以下、第１ＥＧＲガスという。）の量と第２ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガス（以下、第２ＥＧＲガスという。）の量との比率を決定する。これは、気筒内に供給する全ＥＧＲガスの中の第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比を決定しているとしてもよい。そして、ＥＧＲ比率決定手段は、第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比を、例えば吸気の温度または吸気中の酸素濃度がそのときの運転状態等に応じた最適値となるように決定する。
【００１１】
ここで、内燃機関の低負荷運転時には、コンプレッサによる過給が十分でないため、該コンプレッサよりも下流の吸気通路の圧力が低い。そのため、第２ＥＧＲ通路の吸気通路側よりも排気通路側の圧力が高くなる。すなわち、第２ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給することができる。しかも第２ＥＧＲ通路は、排気浄化装置よりも下流の排気通路に接続されているため、排気中の未燃燃料や粒子状物質は排気浄化装置により浄化されている。そのため、第２ＥＧＲ通路内に未燃燃料等が付着することが抑制される。また、第２ＥＧＲ通路は、タービンよりも下流の排気通路に接続されているため、該第２ＥＧＲ通路に排気を導入しても、タービンを通過する排気の量を減少させることもない。そのため、過給圧の低下を抑制できる。
【００１２】
そして、内燃機関の低負荷運転時では排気の温度が低いのでＥＧＲガスの温度も低くなるが、第２ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給することにより、第１ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給するよりも、ＥＧＲガスの温度低下を抑制することができる。そのため、内燃機関の低負荷時において、吸気や吸気通路の温度低下を抑制することができるので、未燃燃料の排出を抑制することができる。
【００１３】
また、過給圧が高くなり、第２ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給するのが困難となっても、コンプレッサよりも上流に接続される第１ＥＧＲ通路では、排気通路側よりも吸気通路側のほうの圧力が高い。そのため、第１ＥＧＲ通路からＥＧＲガスを供給することができる。このときの運転状態では排気の温度が高いので、第１ＥＧＲ通路から供給されるＥＧＲガスの温度も高くなっている。そのため、吸気通路や吸気の温度の低下を抑制できる。これにより、未燃燃料の排出を抑制できる。
【００１４】
また、本発明においては、前記ＥＧＲ比率決定手段は、機関回転数または機関負荷の少
なくとも一方が高くなるほど、前記第１ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの比率を高くすることができる。
【００１５】
機関回転数または機関負荷の少なくとも一方が高くなると、第２ＥＧＲ通路の排気通路側と吸気通路側との圧力差が小さくなるので、第２ＥＧＲガスを流し難くなる。これを補うように、第１ＥＧＲガスを流すようにすれば、気筒内のＥＧＲガスが不足することを抑制できる。また、内燃機関の負荷が低いときに可及的に第２ＥＧＲガスを供給することができるので、吸気や吸気通路の温度低下を抑制することができる。
【００１６】
そして、本発明においては、前記内燃機関の低負荷低回転時には、前記第２ＥＧＲ通路のみにＥＧＲガスを流すことができる。このようにすることで、吸気通路の温度低下をより抑制し得る。そのため、未燃燃料の排出量をより低減することができる。
【００１７】
本発明においては、前記第２ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流すときに、前記コンプレッサよりも下流且つ第２ＥＧＲ通路が接続されるよりも上流の吸気通路で該吸気通路の断面積を変更することにより該第２ＥＧＲ通路の排気通路側よりも吸気通路側の圧力を低下させる吸気絞り弁と、
前記第２ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流すときに前記コンプレッサよりも下流且つ前記吸気絞り弁よりも上流の吸気通路内の圧力を調節する圧力調節手段と、
をさらに備えることができる。
【００１８】
ここで、吸気絞り弁を閉じると、それに応じて該吸気絞り弁よりも下流の吸気通路内の圧力が下降する。そのため、第２ＥＧＲ通路の排気通路側と吸気通路側との圧力差が大きくなり、該第２ＥＧＲ通路を流れる第２ＥＧＲガスの量を増加させることができる。すなわち、気筒内の全ＥＧＲガス中の第２ＥＧＲガスの割合を高くすることができる。
【００１９】
しかし、吸気絞り弁を閉じることにより、該吸気絞り弁よりも上流の圧力が上昇する。すなわち、第２ＥＧＲ通路にＥＧＲガスを流しても、タービンを通過する排気の量は減少しないため、過給圧の低下を抑制することができるが、吸気絞り弁により該吸気絞り弁を通過する吸気の量が制限される。そのため、吸気絞り弁よりも上流の吸気通路内の圧力が過剰に高くなるおそれがある。
【００２０】
これに対し、圧力調整手段は、吸気絞り弁よりも上流の吸気通路内の圧力を調節する。すなわち、吸気通路内の圧力が過剰に高くなる場合には、該吸気通路内の圧力を下降させる。これにより、吸気絞り弁よりも上流の吸気通路内の圧力を適正な値に保つことができるので、該吸気通路内に備わる部材の耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る内燃機関の排気還流装置は、ＥＧＲ通路への未燃燃料の流入を抑制しつつ、より多くのＥＧＲガスを供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る内燃機関の排気還流装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒２を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。
【００２４】
内燃機関１には、吸気管３および排気管４が接続されている。この吸気管３の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサ５ａが備えられている。また、コンプレッサ５ａよりも上流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量を調節する第１吸気絞り弁６が設けられている。この第１吸気絞り弁６は、電動アクチュエータにより開閉される。第１吸気絞り弁６よりも上流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７が設けられている。このエアフローメータ７により、内燃機関１の吸入空気量が測定される。
【００２５】
コンプレッサ５ａよりも下流の吸気管３には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ８が設けられている。そして、インタークーラ８よりも下流の吸気管３には、該吸気管３内を流通する吸気の流量を調整する第２吸気絞り弁９が設けられている。この第２吸気絞り弁９は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００２６】
コンプレッサ５ａよりも下流で且つインタークーラ８よりも上流の吸気管３には、該吸気管３内の圧力を調節する過給圧調節装置１０が取り付けられている。この過給圧調節装置１０は、吸気管３内の圧力が高くなると該吸気管３内の圧力を低下させるために、該吸気管３内のガスを外部に放出させる。この放出されるガスは、排気管４内に流してもよい。なお、本実施例では過給圧調節装置１０が、本発明における圧力調節手段に相当する。
【００２７】
また、インタークーラ８よりも下流で且つ第２吸気絞り弁９よりも上流の吸気管３には、該吸気管３内の吸気の圧力を検出する吸気圧力センサ１１が取り付けられている。
【００２８】
一方、排気管４の途中には、前記ターボチャージャ５のタービン５ｂが備えられている。また、タービン５ｂよりも下流の排気管４には、パティキュレートフィルタ１２（以下、単にフィルタ１２という。）が設けられている。このフィルタ１２には、吸蔵還元型ＮＯx触媒（以下、単にＮＯx触媒という。）が担持されている。このパティキュレートフィルタは、排気中の粒子状物質を捕集する。また、ＮＯx触媒は、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵し、一方、該ＮＯx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していたＮＯxを放出する。その際、排気
中に炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）等の還元成分が存在していれば、該ＮＯx触
媒から放出されたＮＯxが還元される。なお、本実施例ではフィルタ１２が、本発明にお
ける排気浄化装置に相当する。
【００２９】
また、フィルタ１２よりも下流の排気管４には、該排気管４内を流通する排気の流量を調整する排気絞り弁１３が設けられている。この排気絞り弁１３は、電動アクチュエータにより開閉される。
【００３０】
そして、内燃機関１には、排気管４内を流通する排気の一部を吸気管３へ再循環させる第１ＥＧＲ装置３０が備えられている。この第１ＥＧＲ装置３０は、第１ＥＧＲ通路３１、第１ＥＧＲ弁３２、およびＥＧＲクーラ３３を備えて構成されている。
【００３１】
第１ＥＧＲ通路３１は、フィルタ１２よりも下流且つ排気絞り弁１３よりも上流の排気管４と、コンプレッサ５ａよりも上流且つ第１吸気絞り弁６よりも下流の吸気管３と、を接続している。この第１ＥＧＲ通路３１を通って、排気が再循環される。そして、本実施例では、第１ＥＧＲ通路３１を通って再循環される排気を第１ＥＧＲガスと称している。
【００３２】
また、第１ＥＧＲ弁３２は、第１ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該第１ＥＧＲ通路３１を流れる第１ＥＧＲガスの量を調整する。さらに、ＥＧＲクーラ３３は、該ＥＧＲクーラ３３を通過する第１ＥＧＲガスと、内燃機関１の冷却水とで熱交換をして、該第１ＥＧＲガスの温度を低下させる。
【００３３】
また、内燃機関１には、排気管４内を流通する排気の一部を吸気管３へ再循環させる第２ＥＧＲ装置４０が備えられている。この第２ＥＧＲ装置４０は、第２ＥＧＲ通路４１、および第２ＥＧＲ弁４２を備えて構成されている。
【００３４】
第２ＥＧＲ通路４１は、フィルタ１２よりも下流且つ排気絞り弁１３よりも上流の排気管４と、第２吸気絞り弁９よりも下流の吸気管３と、を接続している。この第２ＥＧＲ通路４１を通って、排気が再循環される。なお、第１ＥＧＲ通路３１と第２ＥＧＲ通路４１とは、排気管４に接続される部分が共用されている。ただし、第１ＥＧＲ通路３１と第２ＥＧＲ通路４１とで別々に排気管４に接続されていてもよい。そして、本実施例では、第２ＥＧＲ通路４１を通って再循環される排気を第２ＥＧＲガスと称している。
【００３５】
また、第２ＥＧＲ弁４２は、第２ＥＧＲ通路４１の通路断面積を調整することにより、該第２ＥＧＲ通路４１を流れる第２ＥＧＲガスの量を調整する。
【００３６】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
【００３７】
また、ＥＣＵ２０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１４を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ１５、及び機関回転数を検出するクランクポジションセンサ１６が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００３８】
一方、ＥＣＵ２０には、第１吸気絞り弁６、第２吸気絞り弁９、排気絞り弁１３、第１ＥＧＲ弁３２、及び第２ＥＧＲ弁４２が電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ２０によりこれらの機器が制御される。
【００３９】
そして、本実施例においては、内燃機関１の負荷が低いときには主に第２ＥＧＲガスを気筒２内に供給し、負荷が高くなるに従い全ＥＧＲガス中における第１ＥＧＲガスの割合を高める。そして、内燃機関１の負荷が高いときには主に第１ＥＧＲガスを気筒２内に供給する。
【００４０】
ここで、第２ＥＧＲガスのみを供給するときには、第１ＥＧＲ弁３２が全閉とされる。これにより、気筒２内に供給されるＥＧＲガスの全量を第２ＥＧＲガスとすることができる。また、第２ＥＧＲ弁４２は、そのときに必要とされるＥＧＲ量に応じて開かれる。さらに、第２ＥＧＲガスを気筒２内に大量に供給する場合には、第２吸気絞り弁９の開度が小さくされる。これにより、第２吸気絞り弁９よりも下流の吸気管３内の圧力が低下するため、第２ＥＧＲ通路４１の排気管４側と吸気管３側との差圧が大きくなり、第２ＥＧＲガスの流量を増加させることができる。
【００４１】
一方、第１ＥＧＲガスのみを供給するときには、第２ＥＧＲ弁４２が全閉とされる。これにより、気筒２内に供給されるＥＧＲガスの全量を第１ＥＧＲガスとすることができる。また、第１ＥＧＲ弁３２は、そのときに必要とされるＥＧＲ量に応じて開かれる。また、第１ＥＧＲガスを気筒２内に大量に供給する場合には、第１吸気絞り弁６の開度が小さくされる。これにより、第１吸気絞り弁６よりも下流の吸気管３内の圧力が低下するため、第１ＥＧＲ通路３１の排気管４側と吸気管３側との差圧が大きくなり、第１ＥＧＲガスの流量を増加させることができる。
【００４２】
そして、第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの両方を気筒２内に供給する場合には、第
１ＥＧＲ弁３２の開度と第２ＥＧＲ弁４２の開度とを、そのときに必要とされるＥＧＲ量、及びそのときに必要とされる第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比率に基づいて決定する。また、第１吸気絞り弁６および第２吸気絞り弁９の開度も同様に、ＥＧＲ量、及びそのときに必要とされる第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比に基づいて決定する。
【００４３】
ここで、図２は、機関回転数と機関負荷とＥＧＲの比率との関係を示した図である。ＥＧＲの比率とは、気筒２に供給される全ＥＧＲガス中の第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの割合を示している。低回転低負荷（図２では左下）になるほど第２ＥＧＲガスの比率が高くなり、高回転高負荷（図２では右上）になるほど第１ＥＧＲガスの比率が高くなる。すなわち、図２に基づいて、第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比率が決定される。この関係は予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ２０に記憶させておく。なお、第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比率に代えて、第１ＥＧＲ弁３２と第２ＥＧＲ弁４２との開度の関係を図２と同様にして予め実験等により求めてマップ化しておいてもよい。
【００４４】
次に、本実施例による第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比率を適正化するフローについて説明する。図３は、本実施例による第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比率を適正化するフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００４５】
ステップＳ１０１では、アクセル開度が読み込まれる。アクセル開度は、アクセル開度センサ１５により得ることができる。
【００４６】
ステップＳ１０２では、燃料噴射量が算出される。燃料噴射量は、ステップＳ１０１で読み込まれたアクセル開度に基づいて算出される。この燃料噴射量は、図２における機関負荷として用いられる。
【００４７】
ステップＳ１０３では、機関回転数が読み込まれる。機関回転数は、クランクポジションセンサ１６により得ることができる。この機関回転数は、図２における機関回転数として用いられる。
【００４８】
ステップＳ１０４では、第２ＥＧＲ弁４２の目標開度が算出される。この目標開度は、図２と同様に、機関回転数と機関負荷と第２ＥＧＲ弁４２の目標開度との関係を予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ２０に記憶させておくことにより得ることができる。
【００４９】
ここで、内燃機関１の負荷が低いときには第２ＥＧＲ弁４２の開度がより大きくされる。すなわち、内燃機関１の負荷が低いときには、過給圧が低いので、コンプレッサ５ａやインタークーラ８よりも下流に第２ＥＧＲガスを流すことができる。また、第２ＥＧＲガスはインタークーラ８を通過しないので温度が高い。そのため、吸気の温度が低下し得る低負荷時であっても、第２ＥＧＲガスを供給することにより吸気の温度低下を抑制することができる。
【００５０】
一方、内燃機関１の負荷が高いときには第２ＥＧＲ弁４２の開度がより小さくされる。すなわち、内燃機関１の負荷が高いときには、過給圧が高くなるので、第２ＥＧＲガスを供給することが困難となる。また、吸気の温度が高くなると粒子状物質（以下、ＰＭという。）やＮＯxが発生するおそれがあるので、より温度の低い第１ＥＧＲガスを供給する
。そのため、第２ＥＧＲ弁４２の開度がより小さくされる。
【００５１】
ステップＳ１０５では、第１ＥＧＲ弁３２の目標開度が算出される。この目標開度は、ステップＳ１０４と同様にして得る。
【００５２】
ここで、内燃機関１の負荷が低いときには吸気の温度低下を抑制するために第１ＥＧＲガスの量を減少させる。そのため、第１ＥＧＲ弁３２の開度がより小さくされる。すなわち、第１ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ３３やインタークーラ８を通過するため温度が低い。この温度が低い第１ＥＧＲガスが、内燃機関１の低負荷時に供給されると、気筒２内の燃焼状態が不安定となり未燃燃料が排出されるおそれがある。そのため、第１ＥＧＲガスの量を減少させて未燃燃料の排出を抑制させる。
【００５３】
一方、内燃機関１の負荷が高いときには第１ＥＧＲ弁４２の開度がより大きくされる。すなわち、内燃機関１の負荷が高いときには、過給圧が高くなるが、これはコンプレッサ５ａよりも下流の圧力である。そして、コンプレッサ５ａよりも上流では圧力が低いので、第１ＥＧＲガスを供給することができる。また、吸気の温度が高くなるとＰＭやＮＯx
が発生するおそれがあるので、より温度の低い第１ＥＧＲガスを供給する。そのため、第１ＥＧＲ弁３２の開度がより大きくされる。
【００５４】
このようにして、機関回転数と機関負荷とに基づいて、第１ＥＧＲ弁３２の目標開度と第２ＥＧＲ弁４２の目標開度とを得ることができる。そして、これらの目標開度となるように、第１ＥＧＲ弁３２および第２ＥＧＲ弁４２の開度が制御される。なお、本実施例ではステップＳ１０４またはステップＳ１０５の処理を実行するＥＣＵ２０が、本発明におけるＥＧＲ比率決定手段に相当する。
【００５５】
以上説明したように、本実施例によれば、第１ＥＧＲ通路３１および第２ＥＧＲ通路４１が共にフィルタ１２よりも下流に接続されており、未燃燃料が該フィルタ１２で除去されるため、該第１ＥＧＲ通路３１および第２ＥＧＲ通路４１へ未燃燃料が流入することを抑制できる。これにより、第１ＥＧＲ通路３１および第２ＥＧＲ通路４１詰まりを抑制することができる。さらに、第１ＥＧＲ弁３２や第２ＥＧＲ弁４２、ＥＧＲクーラ等の機能低下を抑制することができる。
【００５６】
また、ＥＧＲガスは、全てタービン５ｂを通過している排気なので、過給圧の低下を抑制したり、過給圧を速やかに上昇させたりできる。
【００５７】
さらに、機関回転数および機関負荷により第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比を変更するため、多量のＥＧＲガスを供給しても、未燃燃料の排出を抑制することができる。すなわち、多量のＥＧＲガスを供給することが可能となる。これにより、ＮＯxの発生量
を低減することができる。
【実施例２】
【００５８】
本実施例においては、過給圧のサージが発生するのを抑制するために、過給圧調節装置１０による過給圧の調節を行なうと共に、第１吸気絞り弁６や第１ＥＧＲ弁３２、さらには第２ＥＧＲ弁４２の開度を調節する。
【００５９】
すなわち、第２ＥＧＲ通路４１により多くの第２ＥＧＲガスを流そうとした場合、第２吸気絞り弁９の開度が小さくされる。すなわち、第２吸気絞り弁９よりも下流の吸気管３内の圧力が低下するので、第２ＥＧＲ通路４１の排気管４側と吸気管３側との圧力差が大きくなり、第２ＥＧＲガスの量が増加する。
【００６０】
しかし、第２ＥＧＲガスは、タービン５ｂを通過するため過給圧の低下は抑制される。このときに第２吸気絞り弁９の開度が小さくされると、該第２吸気絞り弁９よりも上流の吸気管３内の圧力が過剰に高くなるおそれがある。これにより、インタークーラ８やコンプレッサ５ａ等の吸気管３に備わる機器において機能低下を招くおそれがある。
【００６１】
これに対し、本実施例では、過給圧が過剰に高くならないように過給圧調節装置１０等が制御される。
【００６２】
つまり、過給圧が閾値よりも高くなった場合には、吸気管３内のガスを過給圧調節装置１０から排出させる。これにより、第２吸気絞り弁９よりも上流の圧力を低下させることができる。この閾値は、吸気管３に備わる機器において機能低下を招くおそれがない圧力の最大値として設定される。
【００６３】
次に、本実施例による吸気管３内の圧力を適正化するフローについて説明する。図４は、本実施例による吸気管３内の圧力を適正化するフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。なお、図３に示したフローと同じ処理が行なわれるステップについては、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６４】
ステップＳ２０１では、第２ＥＧＲガスを流す運転領域であるか否か判定される。すなわち、過給圧が過剰に上昇し得る運転状態であるか否か判定される。判定は、図２に示した機関回転数と機関負荷との関係に基づいて行なわれる。
【００６５】
ステップＳ２０１で肯定判定がなされた場合にはステップＳ２０２へ進み、一方否定判定がなされた場合には圧力を下降する必要はないため本ルーチンを一旦終了させる。
【００６６】
ステップＳ２０２では、目標過給圧が算出される。目標過給圧は、機関回転数と燃料噴射量に基づいて算出される。目標過給圧と機関回転数と燃料噴射量との関係は予め実験等により求めてマップ化し、ＥＣＵ２０に記憶させておく。
【００６７】
ステップＳ２０３では、実際の過給圧（以下、実過給圧という。）が読み込まれる。実過給圧は、吸気圧力センサ１１により得ることができる。
【００６８】
ステップＳ２０４では、目標過給圧と実過給圧との差が小さくなるように、過給圧調節装置１０が制御される。また、同時に第１吸気絞り弁６や第１ＥＧＲ弁３２、さらには第２ＥＧＲ弁４２の開度が調節される。
【００６９】
ここで、第２吸気絞り弁９よりも上流の吸気管３内の圧力は、過給圧調節装置１０により低下させることができるが、第１吸気絞り弁６の開度を小さくすることにより低下させることもできる。併せて第１ＥＧＲ弁３２の開度をより小さくすることで、第１ＥＧＲガスの比率が高くなることを抑制できる。
【００７０】
また、第２ＥＧＲ弁４２の開度をより大きくすることにより、第２吸気絞り弁９の開度をより大きくすることができるので、該第２吸気絞り弁９よりも上流側の圧力上昇を抑制することができる。
【００７１】
これらの、過給圧制御は組み合わせて行うことができる。目標過給圧と実過給圧との差と、第１ＥＧＲ弁３２の開度と、第２ＥＧＲ弁４２の開度と、第１吸気絞り弁６の開度と、第２吸気絞り弁９の開度と、の関係を予め実験等により求めてマップ化しＥＣＵ２０に記憶させておいてもよい。
【００７２】
以上説明したように、本実施例によれば、第２吸気絞り弁９よりも上流の吸気管３内の圧力が過剰に上昇することを抑制できるので、該吸気管３に備わる部材の機能低下を抑制することができる。そのため、多量のＥＧＲガスを供給しつつ、過給圧を目標値に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施例に係る内燃機関の排気還流装置を適用する内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。
【図２】機関回転数と機関負荷とＥＧＲの比率との関係を示した図である。
【図３】実施例１による第１ＥＧＲガスと第２ＥＧＲガスとの比率を適正化するフローを示したフローチャートである。
【図４】実施例２による吸気管内の圧力を適正化するフローを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１     内燃機関
２     気筒
３     吸気管
４     排気管
５     ターボチャージャ
５ａ   コンプレッサ
５ｂ   タービン
６     第１吸気絞り弁
７     エアフローメータ
８     インタークーラ
９     第２吸気絞り弁
１０   過給圧調節装置
１１   吸気圧力センサ
１２   パティキュレートフィルタ
１３   排気絞り弁
１４   アクセルペダル
１５   アクセル開度センサ
１６   クランクポジションセンサ
２０   ＥＣＵ
３０   第１ＥＧＲ装置
３１   第１ＥＧＲ通路
３２   第１ＥＧＲ弁
３３   ＥＧＲクーラ
４０   第２ＥＧＲ装置
４１   第２ＥＧＲ通路
４２   第２ＥＧＲ弁
【図１】
2007291975.tif 000003
【図２】
2007291975.tif 000004
【図３】
2007291975.tif 000005
【図４】
2007291975.tif 000006